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《Cell》新突破:SC-pSILAC 技术解析单细胞蛋白周转动态
在生命科学的微观世界里,单细胞蛋白质组学(SCPs)的发展就像一场探索未知大陆的旅程。以往,SCPs 大多只能测量蛋白质的丰度,如同只看到了冰山一角,对于蛋白质周转(由蛋白质合成和降解的平衡所定义,在细胞功能、众多生物过程及疾病如癌症中发挥关键作用)这一重要领域却知之甚少。尽管质谱(MS)技术不断进步,但现有的研究方法仍无法满足全面了解细胞内蛋白质动态变化的需求。为了填补这一空白,来自丹麦哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心等多个机构的研究人员展开了深入探索,相关成果发表在《Cell》杂志上。研究人员采用脉冲式细胞培养氨基酸稳定同位素标记(pSILAC)的方法,结合高灵敏度 MS 仪器和数
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EPSILON技术:揭秘记忆形成中突触AMPAR胞吐的时空动态
神经科学领域迎来突破性工具——EPSILON技术(神经元胞外蛋白表面标记法),犹如给突触装上了"分子录像机"。这项创新技术通过巧妙设计膜不通透染料的脉冲-追踪标记策略,首次在活体动物中绘制出α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(AMPAR)的胞吐动态图谱,分辨率直达单个突触水平。研究人员将这一技术应用于恐惧记忆研究,发现海马CA1区锥体神经元突触的AMPAR"上新"过程(突触增强的关键指标)与记忆印迹标志物cFos的表达呈现惊人的时空耦合。这一发现如同解开记忆密码的钥匙,揭示了记忆印迹细胞通过突触AMPAR的精准调度来实现信息存储的分子剧本。更令人振奋的是,这套技术方案还能"改装"
来源:Nature Neuroscience
时间:2025-04-01
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近红外触发的高热增强免疫调节水凝胶:糖尿病足溃疡中氧合与活性氧中和的创新疗法
高热增强的免疫调节水凝胶系统研究团队开发出RGH2水凝胶,其核心组分Ru@allomelanin纳米颗粒展现出43.1%的光热转换效率(PCE),在808 nm近红外光照射下可升温至44.6°C。该纳米颗粒兼具过氧化氢酶样活性,能将伤口微环境中过量的H2O2转化为H2O和O2,实现单次治疗中ROS清除率89.4%(ABTS法)与氧分压提升2.2倍。水凝胶基质通过紫外光触发亚胺键和葡萄糖敏感的硼酸酯键实现双重交联,黏附强度达32.6 kPa,可完美贴合动态伤口。微环境重塑机制解析转录组分析揭示RGH2显著下调NF-κB和TNF-α信号通路(p<0.0001),使巨噬细胞M1/M2表型比从2
来源:Cell Biomaterials
时间:2025-04-01
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"UltraSelex:单步筛选技术革新RNA适配体发现,助力药物开发与活细胞成像"
核酸适配体(aptamers)作为能特异性结合靶分子的"化学抗体",在药物开发、生物传感和纳米技术等领域应用广泛。传统指数富集配体系统进化技术(SELEX)虽有效但存在迭代周期长、易受非特异性富集干扰等缺陷。研究者突破性开发出UltraSelex技术,整合三大创新模块:1)生化分区实现高效靶标捕获;2)高通量测序获取海量序列数据;3)信噪比计算建模进行智能排序。该技术仅用24小时即成功筛选出三类高价值RNA适配体:能激活硅罗丹明(silicon rhodamine)荧光团的"分子开关"适配体(实现亚细胞级RNA动态追踪)、靶向新冠病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)和HIV逆转录酶(RT)
来源:Nature Chemical Biology
时间:2025-04-01
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中国西南发现奎纳石器技术,改写东亚晚更新世人类演化认知
欧亚大陆的晚更新世时期,对于了解早期现代人类和不同类型的古人类群体之间的相互作用至关重要。在这一时期,石器技术展现出了更多的多样性和复杂性,这很可能意味着当时人类采取了灵活的适应性策略。然而,在欧亚大陆东部的大部分地区,比如中国,通过技术类型所体现的文化变异性仍不明确。此次,研究人员报道了在中国西南龙潭遗址研究中识别出的一套完整的奎纳(Quina)石器技术体系。该遗址的年代被精确测定为约 6 万至 5 万年前(ka),有着确凿证据表明这里存在石核开发、大型厚石片的制作,以及刮刀的塑形和维护,这些都体现了完整的奎纳理念,与适应海洋同位素阶段(MIS)4 和 MIS 3 早期气候波动的尼安德特人群
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-01
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基于 Cap 蛋白的猪圆环病毒 2 型抗体阻断 ELISA 检测方法的开发与应用:助力猪群健康监测
引言猪圆环病毒 2 型(PCV2)自 1998 年被发现后,成为危害全球养猪业的重要病原体。它能引发多种疾病,如断奶后多系统衰竭综合征(PMWS)、猪皮炎与肾病综合征(PDNS)等。PCV2 属于圆环病毒科圆环病毒属,是最小的 DNA 病毒,基因组为单链非包膜环状,有 9 种基因型,其中 PCV2b 曾广泛分布,PCV2d 是当前全球流行的优势毒株。其 ORF2 编码的 Cap 蛋白是主要结构蛋白,能引发免疫反应,是诊断和疫苗研发的关键靶点。目前检测 PCV2 抗体的方法多样,免疫过氧化物酶单层试验(IPMA)和间接免疫荧光试验(IFA)技术要求高、耗时久。酶联免疫吸附试验(ELISA)因操作
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-04-01
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单分子 FRET 技术中距离分布与动力学测量的精度解析:从分子模拟到实验验证
单分子荧光共振能量转移(Förster resonance energy transfer,FRET)技术,就像是一把神奇的 “分子尺子”,能精准测量生物分子内的距离及动态变化。在生物分子的微观世界里,了解它们的动态变化和内部距离分布,对于揭示其构象特性和功能作用至关重要。比如那些在细胞里 “自由散漫” 的无序蛋白质和单链核酸,它们没有固定的折叠结构,但却在许多生命过程中扮演着关键角色。单分子 FRET 技术通过在目标分子上连接两个荧光团,利用能量转移现象来获取分子内的距离信息,为研究这类构象复杂的生物分子提供了有力手段。然而,这把 “尺子” 在使用过程中却存在一些问题。以往在分析单分子 FR
来源:Biophysical Journal
时间:2025-04-01
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可编程模块化机器人:开启分子机器合成的新时代,推动纳米技术与化学自动化飞跃
### 研究背景在生命体系和现代社会中,自动化机器都发挥着关键作用。生物体内,像肌球蛋白、核糖体、ATP 合酶等大分子机器参与各类生命活动;宏观层面,机器通过自动化任务、加速数据处理等拓展了人类能力。受生物大分子机器启发,超分子和系统化学领域致力于实现人工分子机器的构建。轮烷(rotaxanes)作为一种重要的机械互锁分子,凭借其独特结构,在分子开关、催化剂等多种分子机器中发挥关键作用。然而,轮烷类人工分子机器的生产面临诸多挑战。一方面,其系统设计存在困难,众多参数决定了庞大的组合化学空间,目前多依靠文献、简化模型研究或试错法确定理想属性,探索复杂未知系统困难重重。另一方面,合成、组装和评估效
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基于硫化钼的光电器件实现多值逻辑:开启计算技术新篇章
### 研究背景传统基于冯・诺依曼架构的计算设备遵循摩尔定律,即集成电路上可容纳的组件数量每 18 - 24 个月翻一番,性能也随之提升。但随着人工智能、机器学习和物联网等技术发展,对设备集成密度要求越来越高,摩尔定律逐渐逼近物理极限。此时,多值逻辑(MVL)技术成为突破传统计算架构的潜在方向。与二进制逻辑系统相比,MVL 可提高信息密度,降低系统复杂度和设备数量。例如,将二进制逻辑系统的逻辑值增加到 3、4、5 和 10 时,系统复杂度分别可降至原水平的 63%、50%、43% 和 30%。其中,三元逻辑系统因在复杂度和性能间达到较好平衡,被视为理想选择,典型应用如三元逆变器。此外,四元逻辑
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-04-01
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基于正弦 - 余弦编码器方法的片上光频率变化超高分辨率实时检测:开辟光频测量新路径
在科技飞速发展的当下,光的应用越来越广泛,从激光频率控制、光学计算到光学传感等领域,光频率变化(Optical Frequency Variations,OFV)的实时测量都至关重要。比如在光学分布式传感应用中,像 FMCW LiDAR 和 OFDR,需要精确测量快速的光频率(波长)变化来获取数据处理所需的 k - 时钟;基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的准分布式传感应用里,FBG interrogators 能否快速、高分辨率地确定反射光的波长变化,对提升系统性能意义重大;在涉及微环谐振器(Micro - Ring Resonators,MRR)和波分复用
来源:Nature Communications
时间:2025-04-01
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揭示Diaporthales真菌的进化与分类复杂性:整合基因组学与分子钟技术解析35个新科属的演化历程
在真菌王国中,Diaporthales目(Sordariomycetes, Ascomycota)是一个极具生态和经济重要性的类群,其成员既是植物病原体、内生菌,也是次级代谢产物的"化学工厂"。然而,这个拥有3500多种真菌的大家族,却长期面临分类混乱的难题——传统形态学分类的局限性、分子数据的缺乏以及基因组信息的空白,使得研究者们如同在迷雾中拼图。更棘手的是,某些Diaporthales成员如柑橘溃疡病菌(Diaporthe citri)等,每年造成数十亿美元农作物损失,而另一些则能产生抗癌化合物(如taxol类似物)。这种分类学混乱严重阻碍了资源开发和病害防控。为破解这一难题,山东农业大学
来源:Fungal Diversity
时间:2025-04-01
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将古老颜料转变为磁性纳米合金二维层:Prussene 的创新突破与应用前景
本研究介绍了激光冲击诱导二维相转变合成(LSPT2D),这是一种革命性的纳米制造技术,解决了传统机械和化学剥离面临的难题。它能将共价化合物规模化地化学相工程处理成二维纳米合金层,通过激光与材料界面的热、机械和化学动力学诱导快速相变、碳化、离子还原和结构重构。经第一性原理密度泛函理论(DFT)计算和 COMSOL Multiphysics 模拟验证,该技术制备出 Prussene,即二维氮掺杂碳纳米片集成超细磁性纳米合金(2.6 - 5nm)。Prussene 饱和磁化强度达 108emu/g,电导率优越,在 GHz - THz 频率范围内反射损耗为−51.7dB,在电磁波吸收方面表现出色。其分
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摩擦电场介导的铜死亡诱导贴片:抑制黑色素瘤复发的创新疗法
皮肤黑色素瘤作为高侵袭性恶性肿瘤,其术后复发问题亟待解决。研究者创新性地将超薄摩擦电纳米发电机(TENG)与铜负载氮掺杂碳纳米颗粒(Cu(II)-NC NPs)整合,开发出自供电治疗贴片。实验证实,摩擦电场可显著改变细胞膜通透性,促进Cu(II)-NC NPs内化,使细胞内铜浓度提升3.2倍。这种铜超载引发线粒体功能障碍,同步激活羟基自由基(·OH)爆发性生成(•OH产量增加217%)和GSH耗竭(GSH水平下降78%),形成铜死亡-氧化应激协同效应。在肿瘤不完全切除小鼠模型中,该贴片使复发率降低91%,且无需外部电源,为穿戴式肿瘤治疗开辟了新途径。分子动力学模拟进一步揭示,电场通过改变磷脂双
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通过多种施用方法增强绿豆(Vigna radiata L.)锌铁生物强化:提升产量与营养品质的关键策略
在全球范围内,粮食营养问题备受关注,尤其在许多发展中经济体,人们主要依赖谷物获取营养,然而谷物中锌(Zn)和铁(Fe)等微量营养素含量较低,导致铁和锌缺乏成为严重的公共卫生问题,影响着大量人口的健康。绿豆(Vigna radiata L.)作为重要的食用豆类作物,富含多种营养成分,但针对不同锌和铁施用方法对绿豆籽粒锌铁含量和生产力影响的研究较少。为了解决这些问题,巴基斯坦农业大学等机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为优化绿豆种植中的微营养管理提供了重要依据,有助于提高绿豆产量和营养品质,对改善公众健康、保障粮食安全具有重要意义。研究人员采
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-01
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不同格斗运动中后手直拳冲击力分析及关键技术研究:为格斗训练提供生物力学新视角
在竞技体育的大舞台上,格斗运动一直占据着独特且重要的地位。从古老的武术传承到现代的竞技赛事,格斗运动不仅是力量与技巧的较量,更是体育科学研究的热门领域。然而,尽管格斗运动研究颇为盛行,但其中仍存在不少尚未解开的谜团。就拿后手直拳这个常见动作来说,在不同的格斗项目里,其冲击力到底有多大差别?运动员在打出这一拳时,肌肉的激活模式又有何不同?过往的研究中,不同项目后手直拳的冲击力测试缺乏统一标准,测试环境也与实际比赛相差甚远,难以真实反映运动员在赛场上的表现。而且,对于不同武术项目间后手直拳和 sEMG 激活的对比分析,更是一片空白。在这样的背景下,为了深入了解格斗运动的技术奥秘,上海体育学院的研究
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-01
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创新技术解锁 EBV 基因组密码:助力伯基特淋巴瘤研究新突破
在医学研究的广阔领域中,伯基特淋巴瘤(Burkitt lymphoma,BL)一直是备受关注的焦点。自 1958 年丹尼斯・伯基特医生发现这种独特的肿瘤以来,它便吸引了无数科研人员的目光。1964 年,爱泼斯坦 - 巴尔病毒(Epstein-Barr virus,EBV)在 BL 肿瘤细胞中的发现,更是为研究开启了新的篇章,EBV 成为首个被发现的人类致癌病毒,BL 也成为第一种与病毒相关的癌症。BL 主要分为地方性(endemic,eBL)、散发性(sporadic,sBL)和免疫缺陷相关型三种临床亚型。其中,eBL 在撒哈拉以南非洲地区儿童中尤为常见,严重威胁着当地儿童的健康。研究发现,E
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-01
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基于元启发式优化与随机森林的混合方法在心脏病预测中的应用及意义
在医疗领域,心脏病一直是全球范围内导致人类死亡和患病的重要因素。每年约有 1790 万人因心血管疾病(CVD)失去生命 ,这一庞大的数字令人触目惊心。现有的诊断方法,如心电图(ECG)和超声心动图,在紧急情况下只能准确诊断 57% 的 CVD 患者。许多 CVD 患者早期没有明显症状,或者身体变化难以检测,导致疾病容易被漏诊或误诊,这不仅延误了治疗时机,还使得医疗成本不断攀升。因此,找到一种更精准、高效的心脏病预测方法迫在眉睫。来自印度韦洛尔理工学院(Vellore Institute of Technology)的研究人员 Geetha Narasimhan 和 Akila Victor 针
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-01
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微繁殖技术助力小众葫芦科植物扩繁:为农业生产带来新希望
刺儿瓜(Coccinia grandis L. Voigt)、蛇瓜(Momordica subangulata subsp. renigera)和棱角丝瓜(M. dioica Roxb.)属于葫芦科,是多年生雌雄异株植物。常规模繁殖方式,比如茎插和块根繁殖,难以满足农民大规模种植这些蔬菜作物的需求。因此,研究人员为这三种小众葫芦科植物,定制并优化了一套通用的微繁殖方案,该方案采用离体生根系统。在添加 0.5mg/L−1 6 - 苄氨基嘌呤(BAP)和 0.5mg/L−1 激动素(kinetin)的 Murashige 和 Skoog 培养基上,使用茎节外植体进行芽的增殖。在 3 周内,最多能获
来源:In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant
时间:2025-04-01
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基于SYBR® Green的快速RT-qPCR技术首次在厄瓜多尔腹泻病雏鸡中检出鸡星状病毒(CAstV)及其分子特征分析
在全球化禽肉需求激增的背景下,鸡星状病毒(Chicken Astrovirus, CAstV)作为重要禽类肠道病原体,正引发日益严重的养殖业危机。这种直径仅25-35纳米的RNA病毒,通过粪口和垂直传播途径,可导致雏鸡生长迟缓综合征(RSS)、肾炎乃至"白雏综合征",造成高达96%的感染鸡群发育障碍。尽管CAstV已在北美、巴西、印度等地广泛流行,厄瓜多尔作为南美重要禽肉生产国,其CAstV流行状况却始终是未解之谜。更棘手的是,传统电子显微镜和免疫检测方法耗时费力,而现有分子检测技术或成本高昂(如水解探针法),或灵敏度不足,难以满足养殖场快速诊断需求。针对这一双重挑战,厄瓜多尔拉斯美洲大学联合
来源:BMC Veterinary Research
时间:2025-04-01
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精氨酸与橄榄叶酚提取物联合:提升肉鸡性能、肉质及免疫的创新方案
在现代肉鸡养殖的舞台上,集约化养殖模式虽然极大地提高了肉鸡的产量和经济效益,但却也带来了一系列棘手的问题。就像温室里的花朵虽生长迅速,却更容易受到外界环境的侵害一样,密集饲养的肉鸡长期处于应激状态,这使得它们对氧化应激的抵抗力下降。氧化应激就如同隐藏在暗处的 “杀手”,不仅损害肉鸡的免疫力和生理功能,还会降低鸡肉的品质和保质期,给养殖户带来不小的经济损失。与此同时,近几十年来抗菌剂的过度使用,引发了抗菌耐药性问题,对人类和动物健康构成了严重威胁。在这样的背景下,寻找安全、有效的替代方案迫在眉睫,这也正是本次研究开展的重要原因。来自多个研究机构的研究人员共同参与了这项意义非凡的研究,其中包括 K
来源:BMC Veterinary Research
时间:2025-04-01